Biologische Psychologie

Lebendiger Kröper, der thermodynamisch als offenes System zu verstehen ist. D.h., das System sorgt ständig für eine Ungleichverteilung von Masse und Energie, damit die Komponenten des Systems sich nicht auflösen bzw. sich gleichmäßig im Raum verteilen (Dissipation genannt). Um der Tendenz zur "Unordnung" (Entropie) entgegenzuwirken, muss aktiv ein Energiegradient durch Zuführung von energiereichen Substraten (Fette, Kohlenhydrate, Proteine) aufgebaut werden. Durch das Verbrennen dieser Substrate (z.B: Glukose) entstehen kleinere, weniger geordnete Moleküle CO₂ und H₂O. Diese und die entstehende Wärme werden nach Außen abgegeben, so kommt die Rekation im offenen System nicht zum Stillstand und die Entropie steigt außerhalb des Organismus. Bsp. für solche Grandienten ist der Blutdruck und die Kaliumanreicherung der Nervenzellen

Lebendiger Kröper, der thermodynamisch als offenes System zu verstehen ist. D.h., das System sorgt ständig für eine Ungleichverteilung von Masse und Energie, damit die Komponenten des Systems sich nicht auflösen bzw. sich gleichmäßig im Raum verteilen (Dissipation genannt). Um der Tendenz zur "Unordnung" (Entropie) entgegenzuwirken, muss aktiv ein Energiegradient durch Zuführung von energiereichen Substraten (Fette, Kohlenhydrate, Proteine) aufgebaut werden. Durch das Verbrennen dieser Substrate (z.B: Glukose) entstehen kleinere, weniger geordnete Moleküle CO₂ und H₂O. Diese und die entstehende Wärme werden nach Außen abgegeben, so kommt die Rekation im offenen System nicht zum Stillstand und die Entropie steigt außerhalb des Organismus. Bsp. für solche Grandienten ist der Blutdruck und die Kaliumanreicherung der Nervenzellen

Ein offenes System sorgt ständig für eine Ungleichverteilung von Masse und Energie, damit die Komponenten des Systems sich nicht auflösen bzw. sich gleichmäßig im Raum verteilen (Dissipation genannt). Um der Tendenz zur "Unordnung" (Entropie) entgegenzuwirken, muss aktiv ein Energiegradient durch Zuführung von energiereichen Substraten (Fette, Kohlenhydrate, Proteine) aufgebaut werden.

Ein geschlossenes System besteht die Tendenz zum thermodynamischen Gleichgewichts, d.h. die Komponenten (z.B. Energie oder Masse-Teilchen) streben danach, sich gleichmäßig im System zu verteilen. (Dissipation)

Die Aufrechterhaltung von Energiegradienten in einem Organismus; Prozess, gegen die Gleichverteilung von Energie. 

In lebenden Zellen, bildet sich auf Grund der Negentropie ein Fließgleichgewicht von außen nach kommenden Ausgangsstoffen, die innerhalb in Ketten aufeinanderfolgenden Stoffwechselreaktionen um- bzw. abgebaut und schließlich als Endprodukt wieder abgegeben. Durch diesen Ständigen (Stoff-)Austausch mit der "Umwelt", kann kein chemisches Gleichgewicht entstehen, die einzelnen Reaktionen im Inneren "laufen" weiter". Eine Folgerung ist: Leben kann nur fern vom thermodynamischen Gleichgewicht existieren.

Die Komponenten (z.B. Energie oder Masse-Teilchen) eines (geschlossenen) Systems streben danach, sich gleichmäßig im System/Raum zu verteilen.

Unordnung von Elementen in einem (nicht näher benannten, begrenzten) Raum,

"Ein Konkreter Ausschnitt aus einer physischen Realität, in dem interaktionen stattfinden" (Bischof)

Systeme, die ihr inneres Gleichgewicht (Homöostase) gegenüber Einwirkungen aus der unmittelbaren Umgebung

durch Regelungen (Regelkreise aus Soll- und Ist-Werten) aufrecht erhalten müssen. Ziel ist es, der (Wieder-)Aufbau eines stabilen Organismus-Umwelt-Verhältnisses und somit der Anpassung an entsprechend Umwelt.

Aufrechthaltung eines stabilen Organismus-Umwelt-Verhältnisses, durch Aufrechterhaltung des inneres Gleichgewichts und Anpassung an Einwirkungen von Außen.

Zellen bilden für die Aufrecherhaltung von Energiegrandienten Organisationen und teilen sich die Arbeit. Größere Zellgruppen bilden z.B. Organe (Verdauung, Bewegung, ...). Dabei wird die Lokomotion der einzelnen Zelle zugunsten der Zellverbände bishin zum Organismus verringert.

Die Erbinformation oder Gene in einer Zelle bestimmen, welche Proteinarten hergestellt werden und somit auch die eigentliche Funktion der Zelle. Prinzipiell kann jede Zelle alle Proteine herstellen. Es gibt aber auch Spezialisierungen. Gene bestimmen neben Umwelteinflüssen die Ausbildung von Struktur- und Funktionseigenschaften eines "Organismus".

Der Genotyp ist die Summe, der in den Genen vorkommenden Erbanlagen. Diese Anlagen bilden den Rahmen für den Phänotypen, der in der Auseinandersetzung der Umwelt(-bedingungen) entwickelt wird. Dabei wird die Gesamheit aller Erbinformationen als Genom bezeichnet. Aber nur ein kleiner Anteil (ca. 1.5 % der DNA ~ 20000 - 25000) kodiert Proteine. Gene bestehen bzw. bilden einen Abschnitt der Desoxyribonukleinsäire (DNS)

"äußeres Erscheinungsbild". Die Entwicklung eines Organismus geschieht in der Auseinandersetzung mit den "Genen"/Zellen und der unmittelbaren Umwelt-(bedingungen).

"äußeres Erscheinungsbild". Die Entwicklung eines Organismus geschieht in der Auseinandersetzung mit den "Genen"/Zellen und der unmittelbaren Umwelt-(bedingungen).

"Träger genetischer Informationen".

Aufbaue:

Doppelhelix =  zwei aus Nukleotiden, schraubenförmig gedrehte (Zucker-Phospat) Stränge; liegen sich gegenüber.

Die vier verschiedenen Nukleotide (unterscheidbar, druch die beteilgiten Basen) bestimmten durch ihre Reihenfolge die genetischen Infromatioen (Kodierung)

Die DNA erreeicht eine Länge von ca 2m, die nur durch mehrfache Windung erst in den Zellkern passt. Die Struktur nennt sich dann Chromosom

Gene Kodieren ein Peptid oder Protein. Jeweils sind sie durch ein Start- und Stopp-Codon gekennzeichend.

Gene enthalten nich nur die Basensequenzen für die Aminosäurenketten, aus denen Proteine und Peptide gebildete werden. Es gibt Kontrollbereiche, die über Transkriptionsfaktoren prüfen, ob, wann und wie lange ein Gen abgelesen wird. Über diese Regionen geschieht ein großer Teil der Anlage-Umwelt-Regulation.

Sequenzvariationen einzelner Gene. Trotz der minimalen Unterschiede, führen diese Variationen zu unterschiedlichen Genproduktionen. Kommen Allele mit einer Häufigkeit von min. 1-2% in einer Population vor, spricht man Genpolymorphimus.

A Adenin

C Cytosin

G Guanin

T Thymin

Mit Genexpression ist die Synthese von Proteine bezeichnet.

Schritt 1 (Transkription): Kopie des betreffenden DNA-Abschnitts auf dem Stoff, Ribonukleinsäure (RNA) anfertigen; RNA ist der Botenstoff und überträgt Informationen aus dem Zellkern ins Cyoplasma (endoplasmatischen Retikulum)

Schritt 2 (Translation): Dort diet die Information als Vorlage für die Synthese des Proteins im Ribosom

Genauer:

DNA-Stränge trennen sich an der Stelle des Gens auf. ein Messenger-RNA (mRNA) Strang wird entlang dieses freien DNA.Strangs synthetisiert und übernimmt den genetischen Code. mRNA wandert aus dem Zellkern ins Cytoplasma. An dem mRNA lagert sich ein Ribosom an und bewegt sich entlang des Strangs. Dabei werden die einzelnen Kodons in Aminosäure übersetzt und das Protein entsteht.
 

RNA ist der Botenstoff, der für die Genexpression Informationen aus dem Zellkern in das Cytoplasma (endopl. Retik.) überträgt

Basemabschnitt in der DNA; "Gen"

Der mehrfach gewundene DNA Strang. Jede Körperzelle (außer der Keimzellen), besitzt 46 Chromosomen (23 Chromosomenpaare). Davon sind jeweiles 23 von Mutter und Vater. Der Diploide Chromosomensatz.

2 * 23 Chromosomenen. Von Mutter und Vater
 

ZellKERNteilung. Ihr geht zunächst die Interphase voraus. Die DNA wurde schon fast vollständig Verdoppelt.

Phasen:

1. Prophase, Vervollständigung der DNA-Verdoppelung, Kernteilungsspindel baut sich auf, Zellbembran und Nukleolus (Fabriken der Ribosome) lösen sich auf.

2. Metaphase, Anordnung der Chromosomen an der Äquatorialebene, Vorbereitung der Chromosomenteilung

3. Anaphase, Trennung der Chromatiden der Chromsomen, Anordung an den gegenüberliegenden Polen. Jeder Pol hat nun wieder nur 1 * 46 Chromosomen ( einer DNA-Doppelkette)

4. Telophase, Spindelapparat löst sich auf. Nukleolus und Kernhülle werden neu gebildet. Es existieren nun 2 Kerne.

Anschließend wird die Zellteilung weiter vollzogen.

Erste Phase der Mitose:

Die Verdoppelung der DNA wird vervollständigt. Die Chromosomen verkürzen sich durch Schraubung /Faltung (lichtmikroskopisch erkennbar). Es liegen 92 ( 2 * 46 Chromatid-Chromosomen oder 23 homologen Zwei-Chromatid Chromosomen)  Chromatiden vor. Die 2* 46 Chromsomen sind in zwei identische Hälften aus jeweils einer DNA-Doppel Kette. Sie werden nur noch durch das Zentromer zusammen gehalten. Es bilden sich Kernteilungsspindeln, die sich an den Zentriolen anheften. Kernmembran und Nukleolus (Fabrik der Ribosome) lösen sich auf.

Teil der Zellteilung und geht der Zellkernteilung voraus.

Es findet Zellwachstum und die Replikation der DNA statt. Die Wasserstoffbrücken der beiden Stränge werden enzymatisch getrennt und es lagern sich einzelne Nukleotide mit den jeweiles komplemntären Basen an. Es entstehen zwei identische DNA-Doppelketten, jeweils eine von der alten DNA und eine neu gebildete. Diese Beiden (Doppel-)Stränge werden räumlich , in Protein verpackt getrennt. So entsteht aus Ein-Chromatid ( 2 * 23 ) Zwei-Chromatid-Chromosome ( 2 * ( 46 )) es folgt die eigentliche Mitose.

Die Chromsomen ordnen sich an der Äquatorialen Ebene an. Die Spindelphasern haften sich an das Zentronomer an.

Die Metaphase ist die Vorbereitung für die Teilung der Chromosome.

Verbindet während der Mitose die Verdoppelte DNA zusammen und wird bei Beginn der Anaphase aufgelöst.

Die Chromatiden der Chromsome werden getrennt und zu den gegenüberliegenden Polen gezogen. Jeder Zellpol hat nun einen vollständigen Chromsomensatz (46 Chromatiden)/23 homologene Ein-Chromatid-Chromsome. D.h. Jeweils urspruenglich vom Vater bzw Mutter

Der Spindelapparat löst sich auf. Chromsomen gehen wieder in de langgestreckte Form über, Nukleos und Kernhülle/mebran bilden sich neu. Es existieren nun 2 Kerne. Anschließend wird die Zellteilung fortgesetzt.

Verdoppelung der Erbinformationen (Interphase) und der Zellteilung.

Bestandteil der Zellteilung ist (allgemein) Die Mitose (Kernteilung). Davor wird in der Interphase die DNA verdoppelt. Nach der Mitose bilden sich zwischen den 2 neuen Kernen neue Zellmembranen. Aus der Mutterzelle wurden zwei Töchterzellen, jeweils zur größe der Mutterzelle heranwachsen. Sind, bis auf mögliche Mutation, identisch.
 

Prozess zur Entstehung von Keimzellen (Sperma oder Eizellen). Reduktion von eines Chromosomensatzes von 2n auf n. Dies nenn man den haploiden Chromosomensatz. Erst bei der Verschmelzung von Ei- und Spermazelle entsteht wieder ein diploider Chromosomensatz. Theortisch sollte eine Keimzelle immer nur Anteil des Vater oder Mutter-Chromosomenteils enthalten. Während der Meiose liegen die homologenen Chromosomen jedoch so dichtbeiandner, dass ein Austausch zwischen den Genen passiert und sich an die gleiche Stelle (Allele) setzen (Crossing-Over). Dies ist die Vorausetzung für genetische Variabilität